Los ácidos orgánicos se han utilizado durante más de 50 años para reducir el crecimiento bacteriano y fúngico en los alimentos para animales, lo que ha dado lugar a la conservación de los mismos. Pero también son prometedores para reducir el uso de antibióticos. En este artículo veremos qué propiedades son importantes cuando se trata de ácidos orgánicos.
Los ácidos carboxílicos orgánicos se pueden dividir en varios subgrupos según su estructura molecular. La figura 1 muestra los ácidos orgánicos más frecuentemente utilizados en esos diferentes grupos. Los ácidos orgánicos también pueden ser divididos de acuerdo a su campo de aplicación. El primer grupo comprende los reguladores de higiene de los alimentos contra el moho, las levaduras o los enterococos para limitar su crecimiento y las pérdidas de nutrientes asociadas. A este respecto, se sabe que el ácido propiónico contra los mohos y el ácido sórbico contra las levaduras son eficaces.
Un segundo grupo de ácidos es efectivo para mejorar la eficiencia de la alimentación al bajar el pH en el estómago. Especialmente para los lechones jóvenes después del destete es importante mantener el pH en el estómago lo suficientemente bajo para asegurar la digestión de las proteínas. Reducir el pH del estómago también resultará en un efecto bacteriostático. El ácido fumárico, fórmico y láctico se utilizan comúnmente como ácidos reductores de pH. El último grupo está compuesto por ácidos con un efecto antibacteriano directo. Matar las bacterias patógenas ya a nivel del estómago conducirá a una menor incidencia de diarrea y a un efecto estimulante de la salud en general. Se ha demostrado que los ácidos grasos de cadena media (ACMF) matan a los patógenos de forma muy eficaz (efecto bactericida). Este grupo es particularmente importante en lo que respecta a la reducción de los antibióticos.
Temperatura de solidificación
A menudo, los ácidos se añaden al alimento a través de la premezcla o el concentrado. Como consecuencia, los ácidos líquidos tienen que ser puestos en un portador caro. Se prefiere optar por una aplicación líquida que tiene varias ventajas sobre la forma seca. Un ejemplo es el contacto directo entre el ácido y el alimento que favorece la higiene del mismo. Además, con una buena instalación, una aplicación líquida es muy conveniente y además flexible en la dosificación. Esto último es una ventaja importante para el proveedor de alimentos. En el cuadro 1, la temperatura de solidificación de los ácidos orgánicos disponibles en el mercado muestra que sólo unos pocos ácidos orgánicos son líquidos a temperatura ambiente y, por lo tanto, pueden utilizarse en una aplicación de ácido líquido.
Figura 1 – Ácidos orgánicos utilizados comercialmente según su estructura molecular.
Valor pKa
El valor pKa de un ácido determina si un ácido es más bien reductor del pH (bacteriostático) o más bien antibacteriano (bactericida). Cada ácido tiene un valor pKa único, siendo el pH en el que el 50% del ácido aparece en su forma no disociada y el 50% en forma disociada. Este equilibrio puede cambiar en cualquier dirección dependiendo del pH ambiental. En promedio, el pH del estómago de los lechones es de cuatro, en circunstancias extremas alrededor del destete puede incluso subir a cinco. Si un ácido tiene un valor pKa inferior a cuatro, el equilibrio se desplazará a la forma disociada. La disociación es igual a la liberación de iones H+, lo que resulta en la acidificación. Este grupo de ácidos se llama ácidos reductores de pH. Si el pKa del ácido es superior a cuatro, el equilibrio se desplazará a la forma no disociada. Esta forma es un requisito para acercarse a la bacteria, y por lo tanto para ser bactericida, ya que la membrana celular bacteriana está cargada negativamente.
En la tabla 2 se enumera el valor pKa de los ácidos adecuados para las aplicaciones de los ácidos líquidos. En el estómago del lechón, el ácido fórmico y el láctico se disociarán y acidificarán el estómago. Acidificar el estómago ayudará a la digestión de las proteínas y actuará como bacteriostático, pero el efecto antibacteriano directo será limitado. Para acercarse al patógeno cargado negativamente de manera efectiva, la molécula de ácido debe aparecer en su forma no disociada, como es el caso de los ácidos grasos de cadena media, ácido acético, propiónico y butírico. Cuanto mayor sea la diferencia entre el valor pKa y el pH en el estómago del lechón, mayor será el cambio en el equilibrio hacia las moléculas de ácido no disociadas. Por lo tanto, es valioso utilizar conjuntamente ácidos reductores del pH y ácidos antibacterianos. Los ácidos reductores del pH asegurarán una mejor acción de los ácidos antibacterianos porque aumentan la diferencia pH-pKa del ácido antibacteriano. Los MCFA tienen el mayor valor pKa por lo que en todos los aspectos, hay más moléculas disponibles para acercarse a las bacterias. Una suplementación con ácido fórmico y láctico también dará como resultado un efecto sinérgico debido a esta última diferencia de pH-pKa.
El balance del HLB
Acercarse a las bacterias es la primera condición para ser antibacteriano. La segunda condición es un valor óptimo de HLB (equilibrio hidrófilo-lipófilo). Una membrana celular bacteriana está compuesta por fosfolípidos. Los fosfolípidos son anfifílicos, lo que significa que contienen una parte hidrófila y otra lipófila. Una molécula de fosfolípidos tiene una cabeza hidrofílica y una cola lipofílica. Un ácido orgánico es también una molécula anfifílica porque contiene un grupo carboxilo hidrofílico (-COOH) y una cadena de hidrocarburos hidrofóbicos. El carácter anfifílico puede expresarse en un valor HLB, que expresa la proporción de partes hidrófilas sobre partes lipófilas. Para ser un desestabilizador eficiente de la membrana celular bacteriana, el HLB de la molécula de ácido debe ser similar al de la membrana celular bacteriana.
Los ácidos grasos de cadena media muestran este óptimo equilibrio lipofílico hidrofílico para desestabilizar la membrana celular bacteriana. Más precisamente, las bacterias Gram-negativas son más susceptibles al ácido caproico (C6) y caprílico (C8) y las bacterias Gram-positivas son más susceptibles al ácido cáprico (C10) y láurico (C12). Se sabe que la combinación de esos cuatro ácidos grasos de cadena media trabajan sinérgicamente y constituyen un enfoque óptimo de amplio espectro para matar las bacterias en el animal. En conclusión, si se quiere complementar un aditivo para centrarse en la higiene del alimento y en la salud intestinal óptima, se aconseja una mezcla líquida sinérgica de ácidos reductores del pH junto con ácidos antibacterianos. Dependiendo del nivel de presión de infección y del tipo de bacteria para contrarrestar la composición de la mezcla puede ser optimizada para lograr la máxima efectividad.
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